“對分課堂”教學模式在《分析化學實驗》中的應用研究*

龐 榕，信建豪，王聰穎

(黃河科技學院醫學院， 河南 鄭州 450063)

改革創新作為教育發展的強大動力，教育要發展，根本靠改革[1]。高等教育承擔著培養高級專門人才、發展科學技術文化、促進現代化建設的重大任務[2]。高校教師更是要把教學作為首要任務，不斷提高教育教學水平，深化教學改革。課堂教學模式的改革是近些年高校教師一直在探索研究的課題，如何能更好地上一堂課，如何提高學生的學習積極性，是教師教學的關鍵任務[3]。“對分課堂”是2014 年由復旦大學教授張學新首先發起和推廣的，至今，全國各地已有數萬名教師參加了對分課堂的研討學習[4]。通過實踐研究表明，對分課堂不僅適用于文科教學，對理工科科目的教學也是適用的。

1 分析化學實驗的課程特點及教學現狀

1.1 分析化學實驗的課程特點

分析化學是醫藥相關專業的一門必修課程，在整個大學課程中起到了承上啟下的作用，被很多醫藥類專業視為必修基礎課程。分析化學實驗課程的學習，不但加深了學生對其所學分析化學理論課程中概念、原理、公式的理解和使其靈活運用，更為后續課程學習打下了基礎。通過分析化學實驗課程教學不僅使學生掌握基本實驗技能，即實驗操作能力、觀察能力、思維能力、數據處理能力和儀器設備的運用能力，更重要地是培養學生批判性的思維能力，包括分析和解決問題能力、獨立思考能力、實驗方案設計能力和歸納總結能力。

1.2 分析化學實驗課程的教學現狀

現有的分析化學實驗教學模式主要是要求學生課前預習，課上由教師講授實驗目的、實驗原理、儀器與試劑、實驗步驟、注意事項及布置思考題，然后教師進行操作演示，講授完畢后學生進行實驗操作、實驗數據記錄，下課后對數據進行分析處理，書寫實驗報告。但是教師和學生之間缺少有效的交流互動，加之教師在教學過程中可能會存在教學時間分配不合理的現象，學生沒有時間討論和消化吸收所學內容，整個實驗只是學生對教師示教過程的復制，以至于學生動手能力差，無法掌握滴定分析所用設備的規范操作，無法保證定量分析中實驗結果的準確度與精密度，數據處理也會出現較多問題[5-6]。最終對分析化學實驗失去學習興趣、重視程度降低、主動性差，存在照方抓藥，應付實驗的現象。總的來說，傳統的教學模式不再適應于現代化的高校教學任務，教師首先要樹立以學生為主體的意識，指導學生進行學習，而“參與式教學”就是基于提倡學生積極學習提出來的[7]。

2 “對分課堂”教學模式的實施

2.1 關于“對分課堂”教學模式

“對分課堂”是復旦大學教授張學新于2014年首次提出的一種關于課堂教學方法改革的新模式。“對分課堂”的核心理念是把上課時間一分為二，一半留給教師講授，一半則由學生主導討論，進行交互式學習[4]。

具體操作程序由教師課上講授(presentation)、學生課外內化吸收(assimilation)和討論(discussion)三個部分組成，故“對分課堂”也簡稱為PAD課堂[4，8]。同時課程考核模式也從傳統的結果評價轉移至過程性評價，側重考察學生的參與程度及討論效果[9-10]。

目前“對分課堂”在高校實驗教學上的應用較少。黃春蘭[11]將“對分課堂”與“設計性實驗”相應地融合到“無機化學實驗”課程教學中，該教學模式在教師“設計”下使學生主動進入實驗項目，實驗課堂各個環節有序可控活躍，學生從中提升綜合創新能力，學習效果顯著。陳依春等[12]基于在西藏民族大學生理學實驗教學中實施對分課堂的實踐，總結了確保對分課堂有效實施的相關經驗，讓學生真正在實驗中學有所獲，學有所長，學有所用，學生的素質及能力有極大地提升。劉日斌等[13]嘗試將“對分課堂”應用在食品化學實驗中，得到了不錯的教學效果，學生們不在只是默默地完成實驗任務，帶著興趣、帶著沖勁去完成實驗，為課堂注入了新的活力，值得在部分實驗課堂進行推廣和應用。本人學習了“對分課堂”教學理念后，嘗試將該教學模式應用到本校分析化學實驗教學中，有望改善教學質量，提高學習效果。

2.2 對分課堂的教學模式設計

從教學理念上，改變滿堂灌的教學思想，采用的是講授與討論、線上與線下結合，可操作性強的教學模式。在教學方法上，需要明確且精心準備每次教學的核心內容，有效提高學生知識水平和實踐能力，進而促進學生人格和價值觀的培養。

在2021-2022學年第一學期，對本校醫學檢驗技術專業二年級本科生的分析化學實驗教學中采用了“對分課堂”教學模式。本次教學對象共84人，28人為一大組，隨機一組為調查組，其余均為課題參照組。每周上1個實驗，連續3學時，每學時50 min，共開展6個“對分課堂”教學實驗。

現將具體實施過程總結如下：(1)課前準備：每人1套實驗儀器，實驗操作單人單組，相鄰4人為1個討論小組，并選舉組長。(2)課堂時間安排：第1學時前20 min，由全組學生共同對上周實驗內容進行回顧性討論，討論上次實驗結束時教師布置的課后思考題，充分復習操作要點和注意事項。因課程設計兩次實驗為一個項目，前一周實驗為標準溶液的配置與標定，后一周為用已經標定出準確濃度的標準溶液測定待測樣品的含量，所以前20 min的討論起到了承上啟下的作用；第1學時后30 min實驗課堂采取導讀式講授和學生討論，引導學生根據預習報告內容，從實驗目的、實驗原理、儀器及試劑、實驗步驟等方面討論和學習。其中教師可通過案例引入實驗內容，指出實驗操作要點，現場演示，并提出實驗中的注意事項，要求學生在實驗操作過程中考慮某種步驟的設計原理，以及某些試劑的加入原因，主要為學生進行充分而不過分的引導；第2學時和第3學時前20 min為實驗階段，學生以單人單組進行實驗，根據實驗內容進行數據的記錄、整理，根據實驗結果分析實驗的操作要點以及有待解決的問題；第3學時中間10 min為學生的討論階段，通過學生的小組討論解決低層次問題，凝練高層次問題；第3學時最后20 min為對話階段，教師答疑，解決高層次問題，布置思考題，并點出下次實驗預習的重點。

以“水的硬度測定”為例，此實驗的具體教學步驟如下：第1學時前20 min，由全組學生共同對上周實驗內容“EDTA標準溶液的配制與標定”進行回顧性討論，例如，EDTA能與很多金屬離子反應，反應條件為什么大多都需要控制在一定的pH范圍內，如果超出了反應所需求的范圍會造成何種影響；標定EDTA準確濃度時，已用氨試液將溶液調為堿性，為什么還要加入NH3-NH4Cl緩沖溶液。回顧整個實驗操作流程，加深對實驗的理解和掌握，全組隨機觀看上周數位學生拍攝的操作考核小視頻，強化操作規范。第1學時后30 min實驗課堂采取導讀式講授和學生討論，其中教師通過案例引入實驗內容“水的硬度測定”，可以引導學生結合自己的生活常識討論水的硬度對人類的生產和生活有哪些影響，日常飲用水對其硬度有何要求，以及如何調節水的硬度等。讓大家知道制藥用水的原水通常為飲用水，飲用水為天然水經凈化處理所得的水，其質量必須符合現行標準規定，標準中對水質常規指標及限值有很多規定，我們本次實驗學習的是其中一項。水的硬度是水中Ca2+，Mg2+的總濃度，在理論課上學過結構決定性質，性質建立分析方法，根據待測物不同的性質選擇合適的分析方法，因為我們測定的是金屬離子，所以在容量分析中我們選擇配位滴定法。而用配位滴定法測定水的硬度，就是用上周標定出準確濃度的EDTA滴定劑滴定水中Ca2+，Mg2+，折算成相應的表示方式。然后根據大家課程預習的內容，討論實驗原理及步驟，討論實驗過程中影響實驗準確度、精密度的因素，并討論如何減小實驗誤差。討論過程中教師點出操作要點，現場演示，并提出實驗中的注意事項，主要為學生進行充分而不過分的引導。之后學生總結吸收討論內容，理清實驗思路；第2學時和第3學時前20 min為實驗階段，學生以單人單組進行實驗，教師在實驗室巡視，觀察學生的操作情況，并及時予以糾正指導，規范學生實驗操作，解答學生提問。實驗結束后根據三組平行實驗數據對實驗結果進行分析，若誤差較大，回顧整個實驗過程，找出原因；第3學時中間10 min為學生的討論階段，通過學生的小組討論總結學習心得、存在問題及改進方法，收集解決不了的問題交給老師；第3學時最后20 min為對話階段，教師將各小組問題總結并答疑，向全組同學展開分析討論，之后根據案例引出下次實驗內容，提出預習重點及難點。最后進行過程性實驗操作考核，本次實驗的重點考核移液管的使用方法，小組成員之間相互拍攝2～3 min實操小視頻，課后進行教師評分，學生自評，小組成員之間互評，三個評分按照不同比例整合得出本次過程性評分。下次實驗開始時隨機選出數位同學的操作視頻全組觀看，全組同學討論操作要點及存在問題，結合自身操作過程加以回顧。

2.3 “微課+多媒體”的教學手段

儀器操作使用微課形式，要求學生在上課前利用空余時間學習。改變以往黑板板書，學生實驗報告簡單抄寫黑板的現象，采用多媒體手段進行導讀式的講授。

2.4 進一步完善形成性考核評價體系

采取課前-課中-課后一系列的評價體系。使評價體系更具科學性。課程成績包括課前預習，實驗課出勤情況，課中實驗操作，課堂考核，課后實驗報告、數據處理和思考題等形式，并于學期末進行綜合能力測試。使考核形式多樣化，過程化，調動學生課堂積極性。考察的基本技能包括實驗儀器操作、實驗原理的理解和數據的處理等方面。本次教學重新設計課堂考核、課后實驗報告和期末考試成績的權重分數和評判標準，注重過程化的考核，重視學生對實驗操作過程的全面理解和掌握。

3 “對分課堂”實施效果評價

分析化學實驗采取“對分課堂”教學模式，對教師和學生都有較高要求，需要用力用情相互配合，共同完成。在本次教學改革中，調查組與參照組改革效果對比明顯。調查組的學生對實驗原理及操作的理解更加透徹，更會利用自由時間進行自主學習，學習積極性更高，善于思考及總結，語言組織及表達能力更強，能夠達到真正掌握和運用知識的教學目標。而且多數學生認為過程化考核形式比單一結果考核形式更科學，更加有利于知識的日常積累和掌握。本組教師在改革過程中積極總結教學經驗，提出問題、分析問題并解決問題，根據學生的學習情況隨時改進和調整教學設計。

4 結 語

課題組進行分析化學實驗課程的改革，采用“對分課堂”的教學模式，把課堂時間一分為二，一半留給教師，一半留給學生進行討論。對實驗原理難點內容采取教師講授，對實驗步驟、數據處理等讓學生獨學、教師引導和組內討論，該過程主要解決低層次問題，提煉高層次問題，在講授和討論之間引入一個心理學的內化環節，讓學生對講授內容進行吸收之后，有備而來參與討論。有效提高學生知識水平和實踐能力，進而促進學生人格和價值觀的培養。